Методики зоологических исследований

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Утверждаю:
Директор Биологического института
_________________________________
«_____»_ _____________________2009 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ДИСЦИПЛИНЫ
«МЕТОДИКИ ЗООЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ»
Направление – 020200 – Биология
Специальность – 020200 – Биология
Специализация – Зоология позвоночных
Статус дисциплины: 700 СД
(федеральный компонент)
Томск - 2009
Одобрено кафедрой _зоологии позвоночных и экологии
Протокол № 62 от «12» февраля 2009 г.
Зав. кафедрой ____________________
Подпись
_Н.С.Москвитина__
Расшифровка подписи
Рекомендовано методической комиссией Биологического института
Председатель методической комиссии
М.В. Олонова
«______» ____________2009 г.
Рабочая программа по курсу «Териология» составлена на основе требований Государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению (020201 – биология),
утвержденного 10 марта 2000 г.
Общий объем курса 44 часа. Из них – лекционные 22 ч., семинарские занятия – 16 ч, самостоятельная работа
студентов – 6 ч. Зачет в первом семестре. Общая трудоемкость курса 1,3 зач. ед.
Составители: к.б.н., доцент Н.Г.Сучкова
Рецензент: д.б.н., профессор Ю.С.Равкин
I. Организационно-методический раздел
1. Целью настоящего курса является знакомство студентов, специализирующихся по
кафедре зоологии позвоночных и экологии, с общими организационно-методическими
указаниями и освоение ряда конкретных методик полевого и экспериментального
изучения наземных позвоночных, что в конечном итоге способствует приобретению
навыков научно-исследовательской работы.
2. В задачи спецкурса входит знакомство с принципами исследовательской работы,
основными типами зоологических исследований, методами сбора и первичной обработки
коллекционного материала, приемами наблюдений и определения позвоночных животных
в природе, а также освоение наиболее общепринятых методик изучения различных
аспектов популяционной экологии и биоценологии.
3. По окончании курса студент должен:
- иметь представление о некоторых общих положениях, касающихся принципов
исследовательской работы, типов зоологических исследований, своеобразия объектов их
изучения и т.п.
- освоить наиболее общепринятые методики полевого и экспериментального изучения
наземных позвоночных;
- выполнять индивидуальные задания по обработке первичных зоологических данных;
- знать новинки методической литературы, составить библиографию по теме своего
исследования.
II. Содержание курса
Тема 1. Введение в курс «Методики зоологических исследований».
Значение курса в подготовке специалистов-зоологов. Понятие о методе и методике.
Историческая справка о развитии методик зоологических исследований. Основные
принципы исследовательской работы. Характеристика объектов зоологических
исследований и особенности их изучения. Типы зоологических исследований:
экспедиционные,
стационарные,
комбинированные;
экспериментальные,
или
лабораторные; визуальные и инструментальные, теоретические и прикладные,
литературные исследования. Фиксирование зоологических наблюдений: типы дневников,
полевые журналы и карточки; картирование, зарисовка, фотографирование, аудио- и
видеосъемка.
Тема 2. Планирование исследовательской работы.
Принципы планирования. План и программа исследований. Этапы исследования:
подготовительный, сбор материала в поле или в лаборатории, камеральная обработка,
анализ и обобщение собранного материала, опубликование результатов. Схемы
стандартных программ изучения экологии амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих;
программа биогеоценологических исследований
Тема 3. Методики наблюдения и определения позвоночных животных в
природе.
Прямые наблюдения над животными в естественной обстановке и в условиях
эксперимента, наблюдения на экскурсиях и путем подкарауливания. Экскурсии обзорные
(общие) и тематические (целевые). Эксперименты в природе и лаборатории. Наблюдение
животных по следам их жизнедеятельности.
Определение в природе земноводных и пресмыкающихся по комплексу признаков:
поведение животного, его размеры, окраска, форма тела и головы, место и время встречи,
биотоп и др.
Определение в природе птиц по морфологическим признакам (внешний вид и
размеры птицы, окраска оперения), особенностями поведения (пение, разного рода
позывы, тип полета, характер движения по земле и деревьям, манера сидеть, затаиваться и
др.) и экология (место или условия обитания).
Определение в природе млекопитающих по совокупности морфологических,
экологических и этологических признаков (размеры тела и окраска, характерные
привычки и способ передвижения, биотоп и конкретное место встречи).
Тема 4. Сбор и первичная обработка коллекционного материала.
Значение коллекций для зоологических исследований. Орудия и способы отлова
наземных позвоночных (амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих). Препаровка
животных. Правила консервирования, перевозки и хранения. Этикетирование. Запись
данных и первичная обработка собранного материала.
Тема 5. Видовой состав и структура населения наземных позвоночных.
Значение и задачи фаунистических исследований. Характеристика видов по
происхождению и распространению (транспалеаркты, западные и восточные палеаркты и
др.). Экологическая характеристика видов (лесные, таежные, лугово-степные, степные;
гигрофильные, полуводные, водные; наземные, древесные, полудревесные, подземные;
воздушные). Виды доминирующие, обычные, редкие - участие их в населении (в %).
Количественные методы в фаунистических исследованиях.
Тема 6. Количественный учет.
Место количественного учета в зоологических исследованиях. Учет на маршрутах
и пробных площадках. Количественный учет амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих.
Государственный учет и кадастр животного мира.
Тема 7. Изучение контактов и подвижности наземных позвоночных.
Теоретическое и практическое изучение контактов и подвижности наземных
позвоночных. Изучение подвижности амфибий, змей, ящериц, черепах. Основные приемы
повторного отлова и наблюдения за намеченными животными.
Методы изучения миграций птиц. Кольцевание – одна из наиболее широко
распространенных методик изучения птиц. Основные серии колец, применяемые для
кольцевания птиц в нашей стране. Средства массового отлова птиц: паутинные сети,
лучки и др. визуальные наблюдения, использование радаров, радиопередатчиков,
преследование мигрирующих птиц на самолете. Методы изучения ориентации и
навигации птиц. Завозы птиц на разные расстояния от «дома»; методика Крамера.
Методы изучения пространственной структуры популяций млекопитающих.
Индивидуальный участок, величина суточных и миграционных ходов, соотношение
оседлых и мигрирующих животных в популяции. Основные приемы изучения
подвижности млекопитающих: тропление по следам, отлов канавками, и облов
постоянных площадок, наблюдения за меченными животными. Способы мечения.
Обработка полученных данных (формы записей, картографирование перемещения
зверьков, расчет линейных показателей подвижности и площади индивидуальных
участков).
Тема 8. Способы изучения размножения.
Теоретическое и практическое значение размножения наземных позвоночных.
Методы изучения размножения амфибий и рептилий: полевые наблюдения по выяснению
сроков размножения, мест спаривания и откладки яиц; отлов животных с целью изучения
состояния их генеративных органов, темпов развития и роста; потенциальная и реальная
плодовитость.
Методы изучения размножения птиц. Регистрация сроков начала и окончания
гнездостроения и сроков откладки яиц. Наблюдения за периодом насиживания яиц,
вылупления птенцов, их ростом и развитием. Отстрел птиц с целью изучения состояния
их генеративных органов.
Интенсивность размножения млекопитающих: частота циклов овуляции,
продолжительность беременности, плодовитость, возраст наступления половозрелости.
Строение половой системы самцов и самок. Определение участия самцов и самок в
размножении на примере мелких млекопитающих.
Тема 9. Способы изучения питания.
Качественная и количественная характеристика питания наземных позвоночных.
Основные приемы изучения питания амфибий и рептилий: анализ содержимого желудков,
эксперименты в лаборатории и в природе. Бескровные методы изучения питания
бесхвостых амфибий, змей, ящериц.
Методы изучения питания птиц: анализ содержимого желудков и зобов, погадок и
экспериментов, изучение остатков пищи около гнезд. Прижизненные методы изучения
питания птиц.
Методы изучения питания млекопитающих: анализ содержимого желудков,
экскрементов, разбор остатков пищи и запасов в кладовых, учет погрызов и поедей,
непосредственные наблюдения в природе, в лаборатории. Обработка собранного
материала.
Тема 10. Методики изучение убежищ наземных позвоночных.
Значение изучения убежищ и укрытий наземных позвоночных. Норы и гнезда как
место внутри- и межвидовых контактов животных; постоянные и временные убежища.
Методики изучения убежищ земноводных и пресмыкающихся. Изучение гнезд и дупел
птиц. Изучение нор, гнезд и логовищ млекопитающих. Изучение зависимости характера
убежищ наземных позвоночных от условий их обитания.
Тема 11. Морфологические и морфофизиологические исследования наземных
позвоночных.
Роль морфологических исследований в популяционной экологии. Основные
параметры, используемые для морфологической характеристики амфибий, рептилий, птиц
и млекопитающих. Половая, возрастная сезонная и географическая изменчивость
морфологических показателей. Значение окраски для морфологических исследований.
Метод морфофизиологических индикаторов в экологии наземных позвоночных.
Характеристика важнейших интерьерных показателей: индексы почки, сердца, печени,
селезенки, надпочечников, зобной железы; длина кишечника и его отделов;
гематологические показатели: количество эритроцитов и гемоглобина, количество
лейкоцитов, лейкоцитарная формула; содержание витамина А в печени; количество
жировых резервов и йодное число наружного и внутреннего жира. Статистический анализ
собранного материала.
Тема 12. Определение возраста.
Теоретическое и практическое значение изучения возрастной структуры популяций
наземных позвоночных. Возраст хронологический (абсолютный) и физиологический
(относительный). Основные приемы выделения возрастных групп у амфибий и рептилий:
ряды распределения по длине и весу тела; по весу хрусталика глаза и др.
Определение относительного характера возраста птиц по весу тела, окраске
оперения, полости рта и радужины глаза, по размеру клюва, фабрициевой сумке и др.
Методы определения возраста у млекопитающих. Основные возрастные критерии:
вес, размеры тела и черепа, изменение формы и пропорций черепа, развитие и снашивание
зубов, развитие и снашивание шерстяного покрова и его окраска, состояние генеративной
системы.
Методика определения возраста по слоистым структурам зубов и периостальной
зоны кости как пример универсальной методики определения хронологического возраста
наземных позвоночных.
Тема 13. Сбор и первичная обработка коллекционного материала.
Патогенное и эпидемиологическое значение экто- и эндопаразитов. Паразиты
постоянные и временные. Специфика паразитологического обследования кожи и ее
производных (сбор эктопаразитов) у представителей разных классов: амфибий, рептилий,
птиц, млекопитающих. Паразитологическое исследование внутренних органов и полостей
тела (сбор эндопаразитов). Обработка полученных данных: индексы обилия и
встречаемости, показатели прокормления.
Тема 14. Фенетические исследования в экологии наземных позвоночных.
Роль фенетических исследований в изучении внутривидовой изменчивости.
Определение понятия «фен» и «фенофонд». Использование в качестве фенов у амфибий
неметрических признаков: окраска, рисунок и структура кожного покрова. Принципы
выделения фенов по щиткованию (фолидозу) ног у птиц. Каталог фенов млекопитающих.
Способы описания фенофонда. Буквенное и числовое кодирование фенофондов.
Тема 15. Цели и методы зоологической картографии.
Научное и практическое значение зоологических карт, их классификация.
Специфика животных как объекта картографирования. Построение карты. Сбор
материала, его регистрация и обработка. Легенда карты и ее составление. Способы
отображения зоологических объектов и явлений на картах.
ТEMATИKA САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Задания для самостоятельной работы
Подготовить обзор методической литературы по следующим темам:
- новое в методике количественного учета наземных позвоночных;
- пространственная структура амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих;
- особенности репродукции наземных позвоночных;
- питание наземных позвоночных;
- новое в методике определения возраста амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих;
- демографическая структура наземных позвоночных;
- метод морфофизиологических индикаторов в экологии наземных позвоночных;
- фенетические исследования в экологии наземных позвоночных;
- изучение внутри- и межпопуляционной изменчивости позвоночных;
- последние достижения в изучении позвоночных как компонента биогеоценоза.
III.Распределение часов курса по темам и видам работ
№
п/п
1
2
4
5
6
7
Наименование тем
Всего
часов
Аудиторных занятий (часов)
Самостоятельная
работа
Введение в курс «Методики
зоологических исследований»
Методики наблюдения и
определения позвоночных
животных в природе
Сбор и первичная обработка
коллекционного материала
Видовой состав и структура
населения наземных
позвоночных
Количественный учет
2
В том числе
лекции
семина- лаборары
торные
занятия
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Изучение контактов и
подвижности наземных
позвоночных
2
2
2
2
8
Способы изучения размножения
2
2
2
9
Способы изучения питания
2
2
2
12
Определение возраста
-
-
4
13
Сбор и первичная обработка
паразитологического материала
Фенетические исследования в
экологии наземных
позвоночных
Цели и методы зоологической
картографии
2
2
-
2
2
2
2
2
ИТОГО
44
22
14
16
16
6
IV.Форма итогового контроля – зачет
V.Учебно – методическое обеспечение курса
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная:
Карасева Е.В., Телицына А.Ю. Методы изучения грызунов в полевых условиях:
Учеты численности и мечение. – М.: Наука, 1996. - 228 с.
Коли Г. Анализ популяций позвоночных. – М.: Мир, 1979. – 362 с.
Ларина Н.И., Голикова В.Л., Лебедева Л.А. Учебное пособие по методике полевых
исследований экологии наземных позвоночных. – Саратов: Изд-во СГУ,
1981. – 136 с.
Москвитина Н.С., Сучкова Н.Г. Млекопитающие Томского Приобъя и способы их
изучения. – Томск: Изд-во ТГУ, 1988. – 185 с.
Руководство по изучению земноводных и пресмыкающихся. – Киев: Изд-во КГУ,
1989. – 172 с.
Дополнительная:
Биологические методы оценки природной среды. – М.: Наука, 1978. – 278 с.
Биологическое разнообразие лесных экосистем. – М.: Наука, 1995. – 356 с.
Измерение и мониторинг биологического разнообразия: стандартные методы для
земноводных. – М.: Изд-во КМК, 2003. – 380 с.
Калабухов Н.И. Методика экспериментального изучения экологии наземных
позвоночных. – Харьков: Изд.Харьковского у-та, 1951. – 195 с.
Клевезаль Г.А., Клейнберг С.Е. Определение возраста млекопитающих по
слоистымструктурам зубов и кости. – М.: Наука, 1976. – 140 с.
Кузякин В.А. Охотничья таксация. – М.: Лесная пр-ть, 1979. – 200 с.
Лукьянов О.В. Исследование относительного обилия и демографической структуры
полевок рода Clethrionomys по результатам многодневного вылова. –
Автореф.канд дисс., Свердловск, 1983. 24 с.
Макфедьен Э. Экология животных (цели и методы). – М.: Мир, 1965. – 375 с.
Методики исследования продуктивности и структуры видов птиц в пределах их ареалов. –
Вильнюс: Мокслас, 1977. – 133 с.
Методы изучения природных очагов болезней человека. – М.: Медицина, 1964. – с.129208.
Новиков Г.А. Полевые исследоввания по экологии наземных позвоночных. – М.:
Сов.наука, 19953. – 502 с.
Организация и методы учета птиц и вредных грызунов. – М.: Изд.АН СССР, 1963. – 255 с.
Павлов А.В., Замалетдинов Р.И. Животный мир Республики Татарстан. Амфибии и
рептилии. Методы их изучения. – Казань, 2002. – 92 с.
Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических
исследованиях. – М.: Наука, 1982. – 287 с.
Программа биоценотических исследований. – М.: Наука, 1974. – с.132-145.
Равкин Ю.С., Гуреев С.П., Покровская И.В. и др. Пространственно-временная динамика
животного населения. Новосибирск: Наука, 1985.– с.5-20.
Руковский Н.Н. Охотник-следопыт. – М.: Физкультура и спорт, 1984. – 118 с.
Тупикова Н.В., Комаров Л.В. Принципы и методы зоологического картографирования. –
М.: Изд.МГУ, 1979. – 192 с.
Шварц С.С., Смирнов В.С., Добринский Л.Н. Метод морфофизиологических индикаторов
в экологии наземных позвоночных. - Свердловск, 1968. – 387 с.
Шляхтин Г.В., Голикова В.Л. Методика полевых исследований экологии амфибий и
рептилий. – Саратов: Изд-во СГУ. – 78 с.
Яблоков А.В., Ларина Н.И.. Введение в фенетику популяций. – М.: Высшая школа, 1985. –
159 с.
Контрольные вопросы по курсу «Методики зоологических исследований»
1. В чем специфика объектов зоологических исследований? Какие трудности
могут возникнуть при их изучении?
2. Какие типы зоологических исследований Вы знаете?
3. Что включают в себя правила научного коллектирования?
4. Какие консервирующие жидкости используются для создания мокрых
препаратов и коллекций? В чем их достоинства и недостатки?
5. Каковы основные задачи фаунистических исследований? Какие показатели
используются для характеристики видового состава и структуры населения
наземных позвоночных?
6. Какие индексы наиболее часто используются для определения степени сходства
фаунистического состава разных районов?
7. Какие орудия применяют для отлова амфибий, рептилий, птиц и
млекопитающих?
8. Техника безопасности при работе с ядовитыми и потенциально заразными
животными.
9. Что включает в себя первичная и камеральная обработка собранного
материала?
10. На какие группы подразделяют способы учета наземных позвоночных?
11. Чем отличается относительный учет от абсолютного?
12. В чем специфика количественного учета бесхвостых амфибий на разных
стадиях их онтогенеза?
13. Какие биологические особенности земноводных и пресмыкающихся
необходимо учитывать при определении их численности?
14. Какие методические приемы используются для определения численности
разных отрядов современных пресмыкающихся?
15. Какие способы количественного учета птиц являются наиболее
универсальными?
16. В чем суть количественного учета птиц по методике Равкина-Наумова?
17. Какой период годового цикла является наиболее приемлемым для проведения
абсолютного учета птиц?
18. Какие способы относительного косвенного учета мелких млекопитающих
более-менее точны и объективны?
19. Какие способы относительного прямого учета мелких млекопитающих
наиболее широко распространены и общеприняты?
20. В чем преимущества и недостатки учетов давилками Геро и ловчими
канавками?
21. Какие способы количественного учета наиболее предпочтительны для
определения численности охотпромысловых видов млекопитающих?
22. С какой целью проводят мечение позвоночных животных?
23. Какие универсальные и специфичные методики применяют для мечения
амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих?
24. Как изучают ориентацию и навигацию птиц? Что представляет из себя клетка
Крамера, для чего она используется?
25. Как изучают контакты и подвижность мелких млекопитающих?
26. С какой целью изучают питание наземных позвоночных?
27. Какие способы прижизненного изучения питания амфибий, рептилий, птиц и
млекопитающих Вы знаете?
28. Какие универсальные методики используются для изучения питания всех без
исключения таксономических групп позвоночных?
29. Чем определяется важность изучения размножения наземных позвоночных?
30. Какие приемы используются для выяснения репродуктивных особенностей
амфибий и рептилий?
31. Из каких этапов складывается размножение птиц?
32. Какие технические средства используются при изучении инкубации и
насиживания?
33. Приведите образец итоговой таблицы, характеризующей успешность
размножения какого-либо вида птиц.
34. Какие сведения необходимы для оценки интенсивности размножения мелких
млекопитающих?
35. Какие критерии используются для определения стадий половой активности
самцов мелких млекопитающих?
36. Как определяется реальная и потенциальная плодовитость самок?
37. Как определяется эмбриональная смертность – до- и постимплантационная? О
чем она может свидетельствовать?
38. Для чего необходимо знание демографической структуры популяций наземных
позвоночных?
39. Какие возрастные критерии используются для определения относительного
возраста земноводных и пресмыкающихся?
40. Как определяется возраст птиц?
41. Какие общие и специфические признаки используются для определения
относительного возраста грызунов и насекомоядных?
42. Существуют ли универсальные методики определения абсолютного
(физиологического) возраста наземных позвоночных?
43. В чем заключается основная задача зоолога при проведении
паразитологических исследований?
44. Какова специфика сбора эктопаразитов с амфибий, рептилий, птиц и
млекопитающих?
45. Какие индексы используются для количественной характеристики
зараженности наземных позвоночных экто- и эндопаразитами?
46. Какова роль фенетических исследований в экологии наземных позвоночных?
47. Какие внешние признаки используются в качестве генетических маркеров у
амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих?
48. В чем суть метода морфофизиологических индикаторов? Какова область его
применения?
49. Какие признаки используются в качестве морфофизиологических индикаторов
для оценки жизнеспособности популяций разных видов наземных
позвоночных?
50. Какие экологические показатели наиболее информативны и могут быть
рекомендованы для использования в целях биоиндикации?
Дата
14.09.2009
№ протокола кафедрального заседания
72
Подпись зав. кафедрой